近景摄影测量影响精度因素分析
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使用近景摄影测量方法进行工程量测的技巧与注意事项摄影测量是一种通过摄影设备来测量物体尺寸、形状和位置的技术方法。
在工程领域中,使用摄影测量来进行工程量测可以提高效率和精度。
而近景摄影测量方法作为一种常用的技术手段,具有简便、快速等优点。
本文将介绍使用近景摄影测量方法进行工程量测的技巧与注意事项。
近景摄影测量方法利用高精度的数码相机和相关软件,通过对物体的多个视角进行摄影,并在计算机软件中进行图像处理和测量,从而得到工程量测的结果。
具体而言,可以通过相机的定标来获得摄影位置和姿态的参数。
然后,通过对不同角度、不同高度的照片进行标定和配准,得到物体的三维坐标和形状信息。
最后,可以通过计算机软件对得到的数据进行分析,得到所需的工程量测结果。
在使用近景摄影测量方法进行工程量测时,有些技巧和注意事项需要特别注意。
首先,摄影设备的选择非常重要,要选择具有高像素和快速对焦功能的数码相机,以确保图像的清晰度和准确性。
其次,摄影的环境也需要注意,在室内拍摄时要注意光线的均匀性和稳定性,避免出现反射和阴影等问题。
在室外拍摄时,要注意天气条件,选择光线良好的日子进行拍摄,以减少阴影和光线扭曲的影响。
另外,摄影点的布置也是一个重要的技巧。
在进行近景摄影测量时,通常需要选择合适的摄影点,以获得足够的视角和覆盖范围。
摄影点的距离和角度应该根据被测物体的大小和形状进行合理的选择。
同时,需要注意摄影点的位置要稳定,尽量避免因为地震或者其他原因导致摄影点的移动,以确保测量结果的准确性和稳定性。
此外,数据处理的方法也是关键。
在得到一系列的照片后,需要通过计算机软件对图像进行处理和分析。
首先,对图像进行标定和配准,以获得摄影位置和姿态的参数。
然后,通过三维重建算法对图像进行处理,得到物体的三维坐标和形状信息。
最后,可以采用点云处理和模型拟合等方法,对数据进行分析和测量,得到所需的工程量测结果。
当然,在使用近景摄影测量方法进行工程量测时,也需要注意一些潜在的问题。
测绘技术中常见的影响测量精度的因素与处理方法介绍测绘技术是现代科学技术与工程技术的结合,广泛应用于土地规划、城市建设、水利工程等各个领域。
在测绘过程中,测量精度是一个非常重要的指标,它直接关系到工程的质量和可行性。
本文将介绍测绘技术中常见的影响测量精度的因素以及相应的处理方法。
1. 仪器精度仪器精度是测绘中非常关键的一个因素。
仪器的精度会影响到测量结果的准确性和稳定性。
因此,在进行实际测量时,需要对仪器进行精度测试和校准。
一般来说,仪器精度可以通过使用标准设备进行比对测试,或者进行多次重复测量来评估。
如果仪器的精度不够高,可以采取一些处理方法来提高测量的准确性。
例如,可以使用多台相同类型的仪器进行测量,然后取平均值,这样可以减少仪器误差的影响。
另外,还可以通过仪器校正或调整来提高精度,比如校正光电仪器的视轴误差、调整水平仪器的平衡等。
2. 观测误差观测误差是测绘中不可避免的一个因素。
它可能由于环境、人为因素以及仪器本身的误差等多种原因导致。
为了减少观测误差对测量结果的影响,可以采取一些处理方法。
首先,需要在观测前进行环境检查,确保测量现场的环境稳定和符合测量要求。
例如,检查天气状况、地面状况等。
其次,在观测过程中,需要注意观测仪器的稳定性和精度。
比如,要避免仪器受到振动的影响,以及观测人员的动作干扰。
此外,还可以通过重复观测和数据处理来减小观测误差。
例如,可以进行多次观测,然后取平均值或使用统计方法进行数据处理。
3. 大地控制点精度在大地控制点的选择和测量中,精度是非常重要的。
大地控制点的精度不仅影响到局部地区的测量结果,还会对整个工程的结果产生影响。
为了提高大地控制点的精度,可以采取一些措施。
首先,应该选择合适的大地控制点,以确保其精度符合要求。
其次,在大地控制点的测量中,需要使用精密仪器进行观测,并严格遵循测量规范和操作规程。
此外,为了提高大地控制点的稳定性和可靠性,可以采用定期校正和检验的方法进行监测。
·39·电 子 测 试ELECTRONIC TEST 电子科技第7期2013年4月数字近景摄影测量技术是摄影测量领域的重要组成部分,汽车、船舶、航空等领域的都要应用到数字近景摄影测量技术。
在实际应用中,数字近景摄影测量技术需要数字影像作为原始信息依据,而想要获取这些原始信息依据,就要采用光学摄影机来拍摄相片,之后再对相片进行数字化处理。
在数字近景摄影测量技术的校准方面,很多发达国家己经具备了非常完善的技术和理论,而我国在这方面的理论和技术还有待进一步完善,在此,笔者介绍数字近景摄影测量技术中,相机与测量误差的校准,希望对有关工作有所帮助。
1 相机校准1.1 相机校准原理由于专业的摄影机体积大、价格昂贵,数码相机逐渐被应用到了数字近景摄影测量技术之中,但是,数码相机本身属于一种非测量相机,所以在具体使用之前必须要对其进行校准。
数码相机校准的根本原理,就是要取得影像的构象畸变系数以及内方位元素,进而将影像光束恢复到正确的形状,数码相机校准主要包括光学畸变系数的测定、主距的测定、主点坐标的测定、CCV 面阵内畸变系数的测定等几个方面。
1.2 相机校准的过程要完成数码相机的校准,首先必须满足两方面要求,第一,内定向元素校准的精准度要符合要求。
第二,光学畸变差校准的的精准度要符合要求。
现阶段,在普通数码相机光学畸变差的校准方面,尚未形成明确的统一标准。
其次,在数码相机校准的过程中,需要确定一组图像坐标系坐标以及参考坐标系坐标,并且要确定坐标的控制点,进而确定数码摄像机的外部参数和内部参数。
数码相机拍照的过程是一个三维空间向二维空间变换的过程,图像处理是在图像空间中进行的,为了方便计算机的处理,必须要将这个过程准确的描述出来,对此,可以通过多个坐标系对数码相机和被测物体进行描述,主要有摄像机坐标系、被测物体坐标系、像面坐标系、像素坐标系,如图1所示。
在摄相机坐标系中,原点Oc 即是光学中的透镜中心电,Xc 轴、Yc 轴分别与像素坐标系中的u 轴、v 轴相互平行,光轴与Zc 轴重合并全部指向被测物体,通常以毫米为单位。
摄影测量在变形测量中的应用及精度分析发表时间:2016-04-07T10:45:11.590Z 来源:《基层建设》2015年28期供稿作者:蒋燕飞田辉[导读] 四川省建筑设计研究院数字近景摄影测量是数字摄影测量与近景摄影测量的结合。
蒋燕飞田辉四川省建筑设计研究院四川成都 610000摘要:摄影测量可快速获取信息、具有非接触性,高精度、可靠性等众多优点,被广泛用于工业、建筑学、边坡变形监测的众多基础研究和应用研究的各个方面。
文章主要分析了摄影测量在变形测量中的应用及精度控制措施,以供参考。
关键词:摄影测量在变形测量中的应用及精度0引言数字近景摄影测量是数字摄影测量与近景摄影测量的结合。
数字近景摄影测量通过摄像设备以非接触测量的手段获取数字影像,对被测物进行识别、坐标量测,数据处理后得到其空间坐标。
数字近景摄影测量方法能在瞬间记录被摄物的空间位置及状态,能及时对边坡动态的变形进行科学分析,并将其动态变形的整个过程用电子数据及数字三维模型的形式作为档案长期保存下来,便于后期对工程进行分析、模拟等相关研究。
1摄影测量技术概述数字近景摄影测量是基于近景摄影测量与数字摄影测量的基本原理,利用计算机技术,结合数字图像处理方法,模式识别、影像匹配等多学科的理论,用数学方式将研究区域内点的信息提取出来的学科。
数字近景摄影测量是摄影测量与遥感学科的一个分支。
通过摄影手段以确定(地形以外)目标的外形和运动状态的学科分支称为近景摄影测量。
利用近景摄影测量方法,可以实现影像信息获取、影像处理、影像加工及其表达。
近景摄影测量学在航空航天技术、影像传感器技术、计算机技术发展的基础上得到不断发展。
通过摄影手段以确定目标外形的测量方法称为近景摄影测量。
相机的姿态定位及数字照片的定位是近景摄影的关键技术,其定位方式直接关系到相机的成像精度。
目前市场上技术成熟的非量测摄影系统有AICON公司的德通社-pro系统、德国GOM公司的TRITOP系统等。
1、近景摄影测量是摄影测量与遥感学科的一个分支它通过摄影手段以确定地形以外目标的外形和运动状态。
主要包括古文物古建筑摄影测量、工业摄影测量、生物医学摄影测量三个部分。
2、近景摄影测量与航空摄影测量的比较1、相同点基本原理相同模拟处理方法、解析处理方法、数字影像处理方法基本相同某些内业摄影测量仪器的使用。
2、不同点1)测量目的不同。
航空摄影测量以测制地形、地貌为主注重其绝对位置近景摄影测量以测定目标物的形状、大小和运动状态为目的并不注重目标物的绝对位置。
2)被测量目标物不同。
航空摄影测量目标物以地形、地貌为主近景摄影测量目标物各式各样、千差万别3)目标物纵深尺寸与摄影距离比的变化范围不同。
4)摄影方式不同。
航空摄影为近似竖直摄影方式近景摄影除正直摄影方式外还有交向摄影方式等。
5)影像获取设备不同。
6)控制方式不同。
航空摄影测量的控制方式以控制点为主且多为明显的地面点近景摄影测量除控制点方式外还有相对控制方式且常常使用人工标志。
7)近景摄影测量适合动态目标3、近景摄影测量技术的优点1、瞬间获取被测目标的大量几何和物理信息适合于测量点数众多的目标2、非接触测量手段可在恶劣条件下作业3、适合于动态目标测量。
4、近景摄影测量技术的不足1、技术含量高需较昂贵设备和高素质人员2、对所有测量目标并非最佳技术选择--当不能获得质量合格的影像--当待测量点数稀少5、近景摄影测量精度统计的方法衡量精度的基本指标是被测点的坐标中误差精度1、估算精度:摄影前按控制方式、条件等的理论估算精度2、内精度:影像处理时按方程组健康度直接计算3、外精度:用多余控制点或条件客观的精度检验6、影响近景摄影测量精度的因素1、像点坐标的质量影像获取设备的性能、像点坐标量测精度、系统误差的改正程度等2、摄影条件照明、标志、摄影方式、控制质量3、图像处理与摄影测量处理的能力、水平如人工量测与自动量测。
7、摄影测量常用坐标系大地坐标系、摄影测量物方坐标系、像空间辅助坐标系、像空间坐标系、像平面坐标系。
近景摄影测量影响精度因素分析摘要:近景摄影测量综合了数字图像处理、计算机技术、模式识别、影像匹配等多学科的理论和方法;是基于摄影测量与数字影像处理的基本原理;是用数学方式将所摄影对象的几何与物理信息提取出来的摄影测量学。
近景摄影测量是摄影测量的一个重要分支,主要研究近景物体的三维构建,地形测量等。
[1-4]本文通过实验,研究多基线近景摄影测量时,影响其精度的因素,通过改善摄影测量方式方法,来减小测量误差。
[5, 6]关键词:近景摄影测量;误差;精度;分辨率中图分类号:p234.1 文献标识码:a 文章编号:1006-4311(2013)16-0287-021 外业摄影与控制点测量将反光片均匀布置在待测物体上,如图1所示。
利用全站仪对控制点测量,结果如表1。
2 精度影响因素分析2.1 交会角不同精度影响分析实验中以28.3m的摄距为数据,说明交会角大小对精度的影响,本组实验共设6个基站。
分成三组数据,计算不同交会角时的平差精度、中误差和相对中误差。
分别如表2和图2、图3、图4所示。
从图2可以看出,平面和深度中误差随着交会角的减小迅速增大;从图3中可以清楚地看出,随着交会角的减小,x、y方向的精度越来越低,而z方向的精度一直很高,z方向的精度受交会角变化的影响不是那么明显;图4为不同交会角时相对中误差精度示意图,平面精度是指与像平面平行的面的精度,深度精度是指摄影方向的精度,空间三维坐标即为“点位”。
根据实验结果,交会角的增大,平面、深度、点位的精度都会得到提高。
根据近景摄影测量原理,当摄距一定时,交会角与摄影基线的长度成正比。
即点位、深度精度随着摄影基线长度的增加而提高。
基线长,则精度高;基线短,则精度降低。
2.2 摄影距离不同精度影响分析在实验时,分别选择12.5m、21.4m、28.3m和42.6m的摄距,其中12.5m、21.4m摄距处采用18mm 的镜头拍摄,28.3m处采用35mm的镜头拍摄,42.6m处采用55mm的镜头拍摄。
浅论光学扫描测量精度影响因素及对策分析1.引言反求工程(或称逆向工程)是一门发展迅速的新兴技术。
实物反求技术被用于基于已有产品实物的产品再设计,或对一些无法用数字化手段直接表述和设计、而只能以实物形式表达的产品模型(如油泥模型)进行数字化转换,以实施对这些产品的数字化设计与制造。
例如,在对飞机、导弹等飞行器的外型进行空气动力学设计时,完全基于实验优化得到的实物模型无法直接用现有的CAD/CAM系统进行建模表述,因此,为了实现这些飞行器的数字化设计与制造,就必须利用实物反求工程中的点云数据采集技术将实物模型转换为CAD 模型。
目前,实物反求技术已在新产品设计、产品维修、产品在线检测等方面得到了广泛应用。
在实物反求工程中,为实现对象数字化,必须利用相应的测量或扫描设备对产品三维实物模型进行测量或扫描,以获得实物模型的空间拓扑离散点数据点云。
因此,点云数据采集是实物反求时首先必须完成的工作。
在各种实物测量技术中,近年来出现的光学扫描点云数据采集技术具有测量效率高、数据完整性好、适用范围广、可采集数据范围宽(从数毫米至数十米)等诸多优点。
近年来,国内不少高校和科研院所对实物反求技术进行了大量研究和开发,并在一些关键技术上有所突破。
通过自主开发和技术合作,国内在接触式测量技术及设备的开发与应用上已日趋成熟。
但对于非接触测量的光学扫描点云数据采集技术,目前还很少见到有国内研制开发的成熟产品及其在汽车、模具等行业成功应用的公开报道。
为促进对光学扫描点云数据采集及处理技术的研究与开发,并提供对外技术服务,我校引进了国外某公司生产的流动式光学扫描设备。
在设备使用过程中,经常因操作失误、调整不当等原因造成测量误差过大的问题。
为了透彻消化国外引进技术,笔者结合工作实践对此进行了研究和分析,并提出了相应的解决方案。
[b]2 测量误差主要表现形式[/b](1)采集数据缺失或数据密度达不到要求。
用这种不完整的数据进行点云拟合,误差较大,难以达到要求的测量精度。
1、近景摄影测量的定义、精度分类以及影响精度的因素定义:通过摄影手段以确定(地形以外)目标的外形和运动状态的学科分支称为近景摄影测量。
估算精度——是在现场工作之前,在近景摄影测量网的设计阶段,根据摄影、控制、网形、设备和一些设计参数的具体情况,按照理论的精度估算式获得。
内精度——是在摄影测量的数据处理阶段,按解算未知数的方程组的健康程度,直接计算而得。
① 内精度容易获取;② 内精度一般只与摄影测量的网形有关,它不能够客观反映测量成果的质量,大多数情况下其精度好于实际精度。
外精度——能给出客观精度的指标方法。
一般需要较大量的多余控制。
影响精度的因素1、摄影设备的性能2、摄影方式3、控制的质量4、被测物体照明状态、标志使用等5、后续处理的软件性能2、近景摄影测量应用领域(1)古建筑与古文物摄影测量(2)生物医学摄影测量(3)工业摄影测量3、近景摄影测量常用坐标系物方空间坐标系D-XYZ像空间坐标系S-xyz辅助空间坐标系S-XYZ像平面坐标系o-xy4、内、外方位元素像片的内外方位元素是确定像片(及光束)在物方空间坐标系D-XYZ 中的位置与朝向的要素。
像片内方位元素是恢复摄影时光束形状的要素;像片外方位元素时确定此光束在物方空间坐标系中位置与朝向的要素。
内方位元素由像主点在此框标坐标系内的坐标(x,y),以及主距f 构成。
- f -焦距,主光轴的长度- x0、 y0-主点在像面上的位置。
外方位元素有六个:三个外方位直线元素和三个外方位角元素三直线元素:在曝光瞬间投影中心S 在地面选定的空间直角坐标系(物方空间坐标系)中的坐标,常用(Xs ,Ys ,Zs ) 表示。
三个角元素:它是描述像片在摄影瞬间空间姿态的要素,其中两个角元素用以确定主光轴在物方空间的方向,另一个确定像片在像片面内的方位。
(κωϕ,,)ϕ表示航向角,也称偏角。
摄影方向So在ZSX平面上的投影同ZS轴之间的夹角。
ω表示旁向倾角,也称倾角。
1、影响近景摄影测量精度的因素主要有哪些?P7 九。
会对各条解释影像获取设备的性能;摄影方式;控制的质量;被测物体的照明状态,标志的设计与使用,表面处理的水准;后续处理软硬件的性能。
从另一个角度来看,有:像点坐标的质量;摄影条件、摄影方式与控制方式;图像处理及摄影测量处理的软硬件性能2、近景摄影测量中,获取立体像对的方法主要有哪些?使用立体摄影机或立体摄影系统2、使用两台单个摄影机3、使用单个摄影机a、移动相机法b、移动目标法c、旋转目标法3、在近景摄影测量中实施控制的目的是什么?主要有哪两类控制?实施控制的目的:把所构建的近景摄影测量网纳入到给定的物方空间坐标系中;通过多余的控制加强摄影测量网的强度(平差处理);通过多余的控制检查摄影测量的精度和可靠性(外精度检查)两类控制:控制点--被测目标上或其周围测定的己知坐标的人工标志点;控制点按坐标的维数分三维、二维、一维;是近景摄影测量中最常用的控制手段。
相对控制--摄影测量处理中一些未知点间某种已知的几何关系.例如,物方空间位于一个平面或直线上的若干点。
4、简要说明近景摄影测量中两种基本的摄影方式,并说明对重叠度各有什么要求?基本的摄影方式有正直摄影方式和交向摄影方式两种。
其中正直摄影方式摄影时两摄影机主光轴相互平行且垂直于摄影基线的摄影方式。
摄影基线方向可以是任意的.55%~70%重叠.交向摄影方式摄影时两摄影机主光轴大体位于同一平面内且不平行、不同时垂直于摄影基线的摄影方式。
交向摄影方式适合于数字近景摄影测量,常采取100%重叠方式。
5、被测物体表面处理的方法有哪些?P75。
看下具体的内容,添枝加叶色调单一、缺乏纹理的目标举例:汽车外壳、飞机外壳、石膏像、皮肤、房屋内墙、金属管道等。
1、利用投影设备将光栅、格网、及图案、图象投影到物体表面,形成人工纹理;2、利用激光经纬仪、激光笔,按一定规则将激光投射到被测目标上,形成人工纹理;3、按一定间隔将某种标志,包括回光反射标志,贴附在被测物体表面;4、手工绘制人工纹理。
视界观 OBSERVATION SCOPE VIEW408关于近景拍摄摄影机检校的几个问题研究毛健(贵州广播电视台,贵州,贵阳 550000)摘 要:近景摄影机检校主要是对摄影机内方位元素以及光学畸变系数进行检查以及矫正,是摄影测量的重要工作,检校的准确性直接关系着摄影测量的精度,如果存在问题的话会影响后期数据的处理,无法保证后续工作的进行。
因此,近景摄影机检校非常重要。
文章分析了近景摄影机检校的主要内容以及主要的方法,从而为当前摄影机检校提供借鉴。
关键词:近景;摄影机;检校近景摄影机检校主要是检查以及见证摄影机的内方位元素以及光学畸变系数,可以对摄影机当中的出像主点的偏移量以及畸变系数进行检查[1]。
这是摄影测量工作当中非常重要的一部分,直接关系着摄像机的精确度,如果检校的准确度不够就会导致后期数据处理存在问题,达不到工作的目标。
因此,在实际工作过程中必须要重视近景摄像机的检校工作,保证摄影机的精确度。
本文在研究的过程中重点分析了近景摄影机检校的主要内容,分析了检校过程中需要注意的重要部分,并且提出了主要的检校的方法。
一、近景摄影机检校的主要内容在对近景摄影机进行检校的过程中需要了解不同影像的光束的实际正确的形状,从而能够通过内方位元素来对摄影的重心以及影片之间的几何关系进行回复,这是在所有的摄影测量处理当中必须要经过的一个工作的阶段,因此必须要得到重视。
同时,在对正确的摄影的光束进行恢复的过程中应该明白相应的光学的畸变系数,从而可以对近景摄影机进行争取的检校。
在对近景摄影机进行检校的过程中包含的内容相对较多,主要分为以下几个部分:第一,测定近景摄影机主点位置与主距;第二,测定光学畸变系数;第三,测定近景摄影机调焦之后的主距的变化;第四,测定调焦之后畸变差的变化情况;第五,测定近景摄影机框标的坐标系;第六,测定近景摄影机偏心的常数;第七,检校近景摄影机立体摄影的测量系统;第八,测定近景摄影机同步的精度。
影响影像清晰度的因素大多数照片的成功与否主要依据影像是否清晰来判断,影像清晰程度取决于聚焦是否准确。
虽然大多数数字相机是自动聚焦的,但是必须了解自动聚焦的原理,才能预见到在不同情况下的聚焦情况,有效地控制影像的清晰程度,从而达到要求的照片效果。
影响影像清晰度的因素大概有以下几个方面:一、聚焦不准在拍摄时,聚焦不准会使影像脱焦,照片模糊。
其原因可概括为几点。
有些情况下,使用自动聚焦模式拍摄不能准确聚焦:主体在栏杆或网格的后面。
闪动的光源被这些光源照射的景物。
光滑及高反光物体,如镜面、汽车车身等。
高速移动的物体,如行驶中的汽车、火车。
无固定形状的物体,如水柱、烟。
雾中的物体。
主体极暗。
主体与背景间缺少对比。
聚焦区内远近物体并存。
聚焦区亮度差异非常大。
在以上拍摄条件下,可以通过选取邻近的其他同距离物体进行聚焦,并锁定聚焦点后重新构图拍摄或改用手动聚焦拍摄。
在主体极暗的条件下拍摄启用相机或闪光灯上的AF辅助照明灯,协助聚焦。
另外,在使用数字变焦时,焦距对好也会出现模糊的情况,最好关闭数字变焦功能。
在使用电子取景器时,人眼的视差会造成聚焦不准。
可以通过视差调整钮,来调整时差后再取景拍摄。
二、相机抖动手持相机姿势的影响人的心脏跳动会使身体产生轻微的抖动。
手持相机姿势不对,使身体处于一个不平衡状态也会使相机产生抖动,使拍摄的影像模糊。
手持相机时,一只手握住相机,另一支手尽量支持相机,也就是说最好用两只手来保持相机的稳定性。
再有就是要使用身体保持平衡,有时采用的摄影姿势自己感觉身体不平衡的情况下,可以把身体靠在固定物上,如门框、柱子、树等,这样可以使身体保持稳定,减少相机的抖动,拍摄出清晰的照片。
呼吸的影响在手持相机拍照时,人的呼吸会使手产生一些颤抖,相机也会跟着抖动,这是人的生理特点造成的,不好完全避免。
运用无抖动呼吸法可减少抖动的幅度,所谓无抖动呼吸法式练习射击时运用的方法,即在吸气后再呼出1/3时圣体是最稳定的时候,这时按下快门就可以减少相机抖动的幅度。
总第234期交 通 科 技Serial No.234 2009年第3期Transportation Science &Technology No.3J une.2009DOI 1013963/j 1issn 1167127570120091031021收稿日期:2009202214近景摄影测量精度影响因素分析石栓虎1,2(1.西安建筑科技大学采矿工程系 西安 710055;2.金堆城钼业股份有限公司 华县 610521)摘 要 近景摄影测量方法在诸多领域有着广泛的应用,而其精度是应用过程中最为关心的问题。
根据试验研究,探讨了摄影距离和交会角2个因素对近景摄影测量精度的影响规律。
关键词 近景摄影 测量精度 分析 近景摄影测量亦称非地形摄影测量,是摄影测量的一个分支。
所谓近景摄影测量是在近距离范围对研究各类目标进行摄影,以确定所研究对象上点的二维或三维坐标或绘出目标图件的科学技术和工艺。
近景摄影测量目前广泛应用于建筑结构、地质、矿山、环境工程、考古、生物医学、体育、汽车等各个领域。
而摄影测量的精度是人们关注的焦点,影响近景摄影测量精度的因素很多[122],本文通过现场试验,研究了交会角和摄影距离对其精度的影响规律。
1 试验概况 多基线数字近景摄影测量系统(lensp hoto )是张祖勋院士开发的最新近景摄影测量软件[3],本文通过现场试验,检验不同拍摄距离和交会角对其精度的影响。
试验用的测量相机为N I KON D300相机,其像素为1200万,试验场地及控制点布置如图1所示。
图1 试验场地及控制点布置2 影响因素分析2.1 交会角对精度的影响 以摄影距离为20.6m 的一组试验数据为例,介绍交会角的大小对精度的影响。
这组试验共有7个基站,4个航带。
根据不同的交会角用lensp hoto 软件计算出3组数据,获得不同交会角时的平差精度。
以不同交会角影像处理得到的中误差和相对中误差分别如表1和图2、图3、图4所示。
1.摄影测量学的定义:近景摄影测量是摄影测量与遥感(Photogrammetry & Remote Sensing)学科的一个分支,它不以测制地形图为目的,是通过摄影手段以确定目标(地形以外)的外形和运动状态的学科。
2.近景摄影测量技术的优缺点优点:1)瞬间获取被测目标的大量几何和物理信息,适合于测量点数众多的目标;2)非接触测量手段,可在恶劣条件下作业;3)适合于动态目标测量;4)严谨的理论和现代的软硬件,可提供较高的精度;5)实时近景摄影测量技术正日益广泛深入工业生产流程中,成为工业产品分类、导向、监测、装配和自动化生产的重要组成;6)可提供基于三维空间坐标的各种产品。
缺点:1)技术含量高,需较昂贵的设备和高素质人员;2)对所有测量对象不一定是最佳的技术选择。
--不能获得质量合格的影像;--待测量点数稀少。
3.近景摄影测量精度统计方法统计近景摄影测量的精度,应从估算精度、内精度和外精度三个方面进行:估算精度是在现场工作之前,在近景摄影测量网的设计阶段,根据摄影、控制、网形、设备和一些设计参数的具体情况,按理论的精度估算式获得内精度是在摄影测量的数据处理阶段,按解算未知数方程组的健康程度,直接计算而得到的。
内精度的获取较容易,因此人们常常采用内精度。
但内精度在很大程度上仅与摄影测量的网形有关,即仅与解算未知数的线性方程组的构成有关,它不能客观反映测量成果的质量,大多数情况下,其精度指标要好于实际精度。
外精度检查方法是一种能给出客观精度的指标方法,最常用的方法是使用较大量的多余控制,包括多余控制点或多余相对控制。
4.影响近景摄影测量精度的因素1)像点坐标的质量(影像获取设备的性能、像点坐标量测精度、系统误差的改正程度等); 2)摄影条件、标志设计与使用、摄影方式; 3)控制质量;4)图像处理与摄影测量处理的能力、水平,如人工量测量与自动量测5.像片内方位元素:恢复光束形状的要素。
像片外方位元素:确定此光束在物方空间坐标系中位置与朝向的要素。
近景摄影测量影响精度因素分析
摘要:近景摄影测量综合了数字图像处理、计算机技术、模式识别、影像匹配等多学科的理论和方法;是基于摄影测量与数字影像处理的基本原理;是用数学方式将所摄影对象的几何与物理信息提取出来的摄影测量学。
近景摄影测量是摄影测量的一个重要分支,主要研究近景物体的三维构建,地形测量等。
[1-4]
本文通过实验,研究多基线近景摄影测量时,影响其精度的因素,通过改善摄影测量方式方法,来减小测量误差。
[5, 6]
关键词:近景摄影测量;误差;精度;分辨率
中图分类号:p234.1 文献标识码:a 文章编号:1006-4311(2013)16-0287-02
1 外业摄影与控制点测量
将反光片均匀布置在待测物体上,如图1所示。
利用全站仪对控制点测量,结果如表1。
2 精度影响因素分析
2.1 交会角不同精度影响分析实验中以28.3m的摄距为数据,说明交会角大小对精度的影响,本组实验共设6个基站。
分成三组数据,计算不同交会角时的平差精度、中误差和相对中误差。
分别如表2和图2、图3、图4所示。
从图2可以看出,平面和深度中误差随着交会角的减小迅速增大;从图3中可以清楚地看出,随着交会角的减小,x、y方向的精度越来越低,而z方向的精度一直很高,z方向的精度受交会角变化的
影响不是那么明显;图4为不同交会角时相对中误差精度示意图,平面精度是指与像平面平行的面的精度,深度精度是指摄影方向的精度,空间三维坐标即为“点位”。
根据实验结果,交会角的增大,平面、深度、点位的精度都会得到提高。
根据近景摄影测量原理,当摄距一定时,交会角与摄影基线的长度成正比。
即点位、深度精度随着摄影基线长度的增加而提高。
基线长,则精度高;基线短,则精度降低。
2.2 摄影距离不同精度影响分析在实验时,分别选择12.5m、21.4m、28.3m和42.6m的摄距,其中12.5m、21.4m摄距处采用18mm 的镜头拍摄,28.3m处采用35mm的镜头拍摄,42.6m处采用55mm
的镜头拍摄。
由表3和图5可知,摄影距离的增大,相应的平面、深度中误差也随之增加。
但当采用不同焦距的镜头,图像分辨率增大时,测量精度也随之提高。
如图5所示,摄影距离为28.3m时,由于采用了35mm的镜头,其精度比摄距为21.4m镜头为18mm时高。
2.3 利用不同个数的控制点对解算精度的影响利用同一组的相片,在交会角为48.2°时,根据控制点数量不同解算t3、t6、t12三个点的空间位置坐标,计算精度误差。
详见表4。
根据图6,坐标中误差随着不同控制点个数的增多不断减小。
3 总结
近景摄影测量的精度会受到许多因素的影响,通过本次实验对影响近景摄影测量精度的因素作比较分析。
[4]
①控制点布置及测量。
控制点应均匀布在设被摄物体上,在允许的情况下增加控制点数量(12个左右),选择高精度的控制点坐标测量方法。
②分辨率较高的相机能够明显提高测量精度,在摄影测量时尽可能采用像素较高的数码相机。
在分辨率较低时,可利用图像处理软件(如photoshop),进行预处理,也可达到十分理想的效果。
③在拍摄影像时,从正面摄影,拉长摄影基线,有助于提高立体方向精度的提高。
④相机检校。
普通数码相机的镜头畸变对精度影响很大。
有条件的情况下,利用室内检校场对数码相机进行检校,解算出镜头畸变差。
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